高压喷射灌浆施工与质量控制

高压喷射灌浆施工与质量控制

陈图强

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摘要：近年来，随着工程技术的不断发展，高压喷射灌浆技术逐渐成熟并符合国内施工技术要求，在诸多工程项目中起到了不可替代的关键作用。本文以“高压喷射灌浆施工与质量控制”为主题，首先简要介绍了高压喷射灌浆技术的由来、发展及优势所在，其次对其施工时的技术要点一一展开说明，最后从灌浆浆液性能、提升与旋转速度和周围土体沉降三个方面对施工控制进行论述，主要从施工技术与质量控制的角度阐述相关思想。

关键词：高压喷射灌浆；施工控制；质量控制

引言：

出于防止水体渗透和进行地基加固的目的，人们早在两百多年前便已发明了注浆（又称灌浆）施工技术。在项目的实际进展中，为了节省人力、物力，提升效率、效益，对传统注浆技术进行了改良，产生了新的版本，即高压喷射灌浆技术，其已成为建筑领域中一项成熟、关键的技术。在现代科学技术与先进施工设备的加持下，高压喷射灌浆技术利用高度能量密集的浆液冲射地层，并将与其同在的固化物质带入0.4米到0.5米的地下，与土层中的颗粒结合形成凝结状物，从而起到防止渗透、加固地基的作用。

一、高压喷射灌浆技术简介

（一）高压喷射灌浆技术由来与发展

灌浆技术是指借助具有施压作用的特殊设备将暂时呈液态且具有凝结功能的材料通过钻孔注入地层内岩石缝隙与颗粒缝隙，使其利用自身性质进行扩张与凝结，从而起到防止渗透、加固地基作用的技术。高压喷射灌浆技术起源于日本，国内于七十年代末将其引进并对原先设备加以改造，使其更加适用于国内的工程施工，现已在将近三十个省、直辖市内得到广泛推广与应用，均已取得良好效果。例如，三峡工程的围堰项目中便使用了高压喷射灌浆技术，以防止水体渗透、增强坝体安全性。

（二）高压喷射灌浆技术的优势所在

建筑施工的过程中，灌浆技术防止渗透、加固地基的作用主要表现在以下三方面：一，填充。浆液可以通过填充地下空隙来防止地下水渗透，提高地下土层的密实度。二，压密。灌浆时产生的压力可以使得地下土层受到挤压，从而减少空隙、提高密度。三，粘合。浆液中含有的部分化学物质可以在遇到地下颗粒物质后产生粘合作用，增强其承重能力、加固地基。高压喷射灌浆技术除了以上特点之外，还具有一些自身优势。一，适用范围广泛。高压喷射灌浆技术既可用于建筑施工之前，又可用于建筑施工之后，能够尽量降低对建筑的不利影响，因此得到了广泛应用。二，施工、控制便捷。由于其特殊施工性质，可以在灌浆的过程中节省时间人力等资源、大大提高效率。三、材料价格低廉。使用成本较低的材料既可以为项目缩减开支，还可以帮助节约资源、践行环保施工理念[1]。

二、高压喷射灌浆技术的施工要点

（一）施工程序及前期准备

高压喷射灌浆工作的过程，流程大致如下：第一步，将工作装备安装妥当，如钻机、喷机、高压泵和喷压机等。第二步，调试装备，钻机、喷机就位。第三步，进行喷射灌浆并进行水泥浆液的回收。第四步，对废弃的浆液进行处理并对空口处进行浆液的补充。第五步，移开机器装备，对周围建筑、土层进行检测。

另外，在高压喷射灌浆工作开始之前，应先进行灌浆实验，以对后续的灌浆工作进行参数的调整或确定。在福建省安溪县的一个土坝工程中，施工人员先进行灌浆实验，再开始高压喷射灌浆，最后取得了令人满意的成果。

（二）施工分类及方法

按照注浆管个数的多少，高压喷射灌浆技术可以分为以下四种类型，单管法、双管法、三管法和多管法。这四种类型在施工上的主要区别在于所需设置的压强参数不同，单管法需要将灌浆压力设置为20MPa以上，双管法需要将灌浆压力设置为30MPa，三管法需要将灌浆压力设置为30MPa到60MPa，多管法则需根据实际情况进行选择。高压喷射灌浆技术包含多个施工环节，如钻机就位、钻孔、下入喷射管等，均需要施工人员专业、细心的操作[2]。在开展钻孔工作时，单管法一般采用自身旋转的方式进行钻孔，而双管法与三管法则利用地质钻孔机进行钻孔。其中，孔位偏差均不得超出五厘米。

（三）灌浆要点及观测要点

浆液质量的好坏将直接决定灌浆工作的成果是否符合标准。在准备水泥浆液时，工作人员需要对其品质进行严格、负责的筛选，以确保水泥出产新鲜、各项测试指标也都能满足技术需要。制作浆液的水也需进行检测，使其符合项目的使用要求。另外，考虑到灌浆项目的实际需要，工作人员也可以向浆液内添加黏土、粉煤灰和减水剂、速凝剂等物品，来调整浆液状态、满足项目的需求。为了保障施工质量与周围建筑的安全稳定，在灌浆期间，工作人员可以开展观测工作，观测的内容主要是钻孔（灌浆孔）的漏浆、翻浆情况和周围土体的沉降情况等。

三、高压喷射灌浆技术的施工控制

（一）灌浆浆液性能控制

如上文所言，灌浆浆液的性能好坏会直接关系到灌浆工作的结果质量如何。因此，在质量控制这一板块，首先需要论述的便是灌浆浆液性能控制。高压喷射灌浆浆液的性能标准可以简要概括为“浓而不稀，价格合理”八个字。一般来说，灌浆浆液的比重大小与其凝结程度是呈正相关的关系，即比重越高，凝结效果越好。诚然，高凝结度可以增强加固与防渗作用，但在追求实际效果的同时也要考虑经济情况，不可超出经费预算。一般来说，高压喷射灌浆项目的浆液比重可以控制在1.5克/立方厘米，如有特殊情况，则需要具体情况具体分析，调整参数以达到标准。

（二）灌浆提升、旋转速度控制

对于高压喷射灌浆工作来说，灌浆时的提升速度与旋转速度同样会给灌浆成果带来重要影响。因此，想要做好灌浆工作，施工人员还需在速度控制这一处多研究、多实践、多下功夫。如果提升速度过快，将会容易出现“夹层饼”的状况；如果旋转速度过快，则会产生不必要的成本浪费，有损经济效益[3]。因此，提升速度与旋转速度需要有效结合才能改善灌浆效果。根据相关规范与参考资料，进行高压喷射灌浆工作时，旋转速度与提升速度的关系可以设置如下：旋转速度=提升速度*a（其中系数a处于0.8-1.0）。

（三）灌浆周围土体沉降控制

高压喷射灌浆工作的初衷是加固地基，但由于某些地方的土体本身过于松软、稀疏，很有可能会在灌浆工作的影响下产生一定沉降、甚至危及生命、财产安全。因此，在灌浆期间及灌浆之后，工作人员需定时、定期对周围土体进行沉降观测，以防止不利因素产生。例如，福建某村庄新建的土坝在进行高压喷射灌浆之后周围土体产生的沉降大约有30厘米。因此，灌浆工作开展的同时，沉降控制工作必不可少。

四、结束语

综上所述，高压喷射灌浆技术不仅能有效节省人力、物力以提高工程效率、扩大项目收益，还能尽量减少对原建筑及周围土体的施工影响，以免埋下安全隐患、缩减使用寿命。但是高压喷射关键技术在施工和质量控制方面均存在一些值得关注的重点与难点，如上文中所提到的灌浆要点、观测要点、浆液性能控制、提升速度控制及周围土体沉降控制等。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。仅仅停留在理论层面的探讨是不能解决真正的问题的，唯有理论联系实际、想法付诸实践、多探索、多应用、多创新，才能切实解决面临的一个个难题。

参考文献：

[1]李保红.土坝高压喷射灌浆技术的施工特点和质量控制[J].黑龙江水利科技,2021,49(5):4.

[2]杨燕,钟乔平,赵光礼,等.高压喷射灌浆施工关键参数选定与研究[J].水利技术监督,2021(10):5.

[3]李利平，罗斌.湿陷性黄土地区高压喷射注浆法地基加固的施工控制[J].四川水泥,2020,No.282(02):86+133.